"日여행 어쩌나"…초거대 화산에 마그마 차올라 "분화 전조 가능성"

7300년 전 초대형 폭발 일으킨 해저 화산
새 마그마 유입…"거대 분화 전조 가능성"

지난 1만 년 사이 지구에서 가장 큰 규모의 분화를 일으킨 것으로 알려진 일본 남부 해저 화산 '키카이 칼데라'가 다시 활동성을 보일 가능성이 제기됐다. 과거 초대형 분화 지점 아래에서 마그마가 다시 축적되고 있다는 연구 결과가 나오면서다.

최근 일본 고베대학교 연구진은 국제 학술지 '커뮤니케이션스 지구와 환경'(Communications Earth ＆ Environment)에 게재한 논문에서 가고시마현 류큐 열도 이오섬 인근 해저에 위치한 키카이 칼데라 하부에서 마그마가 서서히 재충전되고 있다고 밝혔다.

7300년 전 '초대형 폭발'…"중소 도시 하나 삼킬 정도"

키카이 칼데라는 약 7300년 전 단 한 차례의 분화로 약 160㎦에 달하는 화산 물질을 분출한 초대형 화산이다. 이는 약 1㎦ 미만을 분출한 세인트 헬렌스 화산(1980년), 약 10㎦ 규모의 피나투보 화산(1991년)과 비교해도 압도적인 수준이다. 당시 폭발로 해저에는 중소 도시를 삼킬 정도의 거대한 칼데라가 형성됐다.

이후에도 활동은 이어졌다. 약 3900년 동안 마그마가 지속적으로 상승하며 약 32㎦ 규모의 용암 돔을 형성했는데 이는 현재까지 확인된 최대 규모다.

해저 175㎞ 탐사…마그마 저장소 '활성 상태' 확인

연구진은 일본 해양지구과학기술청(JAMSTEC)과 함께 칼데라를 가로지르는 약 175㎞ 구간에 수중 센서 39개를 설치하고, 음파 탐사를 통해 해저 지하 구조를 분석했다.

1만2000건 이상의 지진파 데이터를 기반으로 지하 구조를 입체적으로 재구성한 결과, 과거 초대형 분화 당시 작동했던 마그마 저장소가 현재까지도 활성 상태를 유지하고 있는 것으로 나타났다.

특히 용암 돔을 이루는 마그마의 화학 조성이 과거 분출물과 다르다는 점에서 기존 잔존 마그마가 아닌 새로운 마그마가 지속적으로 유입되고 있을 가능성이 제기됐다.

"1000년마다 8.2㎦ 유입"…분화 에너지 축적

연구진은 평균적으로 1000년마다 약 8.2㎦ 이상의 마그마가 새롭게 축적된 것으로 추정했다. 현재 마그마 저장소의 총 부피는 약 220㎦에 이를 수 있다는 분석도 제시됐다.

논문은 "칼데라 바로 아래 얕은 지점의 마그마 저장소에 용융물이 재주입되는 과정은 향후 거대한 칼데라 분화로 이어지는 단계일 수 있다"고 밝혔다. 이 같은 마그마 재충전 패턴은 미국의 옐로스톤이나 인도네시아 토바 호수에서 관측된 대규모 화산 시스템과 유사한 것으로 분석된다.

다만 실제 초대형 분화로 이어질지, 또는 임계 시점이 언제인지에 대해서는 현재 기술로 정확한 예측이 어렵다. 연구진은 지진파 속도 변화 등 지구물리학적 신호를 장기적으로 관측하는 것이 향후 분화 가능성을 판단하는 핵심 지표가 될 것이라고 강조했다.

서지영 기자 zo2zo2zo2@asiae.co.kr